The influence of annealing ambient on the shrinkage kinetics of oxidation-induced stacking faults in silicon

Abstract

The shrinkage behavior of oxidation-induced stacking faults (OSF’s) during an annealing in nitrogen, argon, and hydrogen is studied as a function of both annealing temperature and time. Independent of the used gas atmosphere, the OSF shrinkage rate is characterized by an activation energy of 4.9 eV. To explain the different experimental results, an interstitial model for the stacking fault shrinkage is proposed.

The Growth of Oxidation Stacking Faults and the Point Defect Generation at Si ‐ SiO Interface during Thermal Oxidation of Silicon

“…As mentioned earlier, OSF shrink during long oxidations (23) and neutral ambient annealing (7,8) at high temperatures. This section will show that in both_the neutral and oxidizing ambients, the shrinkage is controlled by the same mechanism.…”

“…In the r~trogrowth regime, in long oxidations at high temperatures, OSF shrink. The shrinkage of OSF is also observed when the wafers with OSF are annealed in neutral ambients at high temperatures (7,8). It is shown in later sections that the shrinkage of OSF in both neutral and oxidizing ambients is similar and appears to be controlled by the same mechanism.…”

Μελετη Της Οξειδωσης Του Πυριτιου Και Των Προκαλουμενων Ατελειων Σε Δομες Πυριτιου Πανω Σε Μονωτικο

“…Σε αυτή την περίπτωση έχει βρεθεί ότι το μήκος των ατελειών ελαττώνεται γραμμικά με το χρόνο. Ο ρυθμός συρρίκνωσης εξαρτάται από το περιβάλλον (Ν 2 Η 2 , Ar) και είναι αυξημένος για το Ν 2 σε σχέση με το Η 2 ή το Ar (Claeys 1979). Η ενέργεια ενεργοποίησης για τη συρρίκνωση των Σ.Ε εξαρτάται από τη διεύθυνση της επιφάνειας και έχει βρεθεί E a =4.1eV για την ( 111) και E a =4.9eV για την (100) (Sugita 1977).…”

“…Η ενέργεια ενεργοποίησης για τη συρρίκνωση των Σ.Ε εξαρτάται από τη διεύθυνση της επιφάνειας και έχει βρεθεί E a =4.1eV για την ( 111) και E a =4.9eV για την (100) (Sugita 1977). Αντίθετα η E a είναι ανεξάρτητη από το περιβάλλον (Claeys 1979).…”

“…Τα δεδομένα που προέρχονται από διάφορες πηγές είναι αντιφατικά. Αρκετοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι η ύπαρξη υμενίου στην επιφάνεια δεν επηρεάζει το ρυθμό συρρίκνωσης (Sugita 1977, Claeys 1979). Αυτό είναι σε συμφωνία και με τα δικά μας πειραματικά αποτελέσματα, όπου δεν παρατηρήσαμε καμμιά διαφορά στο ρυθμό συρρίκνωσης από την παρουσία ή μη του οξειδίου στην επιφάνεια.…”